撰文：帕特里克J. 吉格                     2021 年 2 月 5 日

一条以北极星为中心的典型的北半球星轨。       迈克尔·莫塞尔/弗里克（CC BY 2.0）

如果您曾经观察过北半球的夜空，您就会注意到，天空中似乎在四处移动的闪闪发光的星体。你看到的是北方的亮星，也被称为北极星，它距离地球大约 430 光年，属于小熊星座。

据哈佛天文学家、现为美国天文学会新闻官的里克·费恩伯格称，北极星之所以有这样称呼，是因为它在夜空中的位置，几乎直接位于北极的正上方。

北极星即不升起也不下落

“所以，如果你在晚上站在北极——北纬 90 度——并抬头仰望，你会看到北极星就在头顶，”费恩伯格通过电子邮件说。“从北半球的其他纬度来看，如果您在晚上面向正北，并且在地平线上方的角度与您所在的纬度相同（例如，向上看大约 45 度——如果您住在俄勒冈州的波特兰，在纬度 45 度北），你会看到北极星在那里闪耀。”

北极星引人注目，因为与天空中的所有其他星星不同，北极星每天晚上从黄昏到黎明，都在同一个位置，既不升起也不落下，据费恩伯格说。它逼近的存在让一些人错误地认为，它是天空中最亮的星星（它实际上是第 48 颗最亮的星星）。即便如此，它的亮度仍约为太阳的 2,500 倍，因为它是一颗巨大的超巨星，直径几乎是太阳的 40 倍，质量是太阳的 5 倍。但北极星也恰好距离肉眼可见的恒星很远，这降低了它的亮度。

谁首先发现了北极星？

谁发现了北极星？ 这是一个复杂的问题。根据朱利奥·马格利的著作《古埃及的建筑、天文学和神圣景观》，古王国的古埃及天文学家在 4,700 至 4,100 年前就有一颗北极星，他们象征性地用雌性河马表示。但它不是北极星。

那是因为人类对北极星的看法，随着时间的推移而发生了变化。前天文学教授、现任埃伯利学院副院长克里斯托弗·帕尔马在一封电子邮件中解释说，“如果您将连接地球南北两极的线，想象成地球围绕其旋转的轴，那么该轴就会在自己的圆圈中缓慢移动。”他是宾夕法尼亚州立大学科学博士。“通常，这与顶部或旋转的硬币开始‘摇摆’，然后从其一侧倒下时发生的情况进行比较。我们说地球的北极在‘进动’，即从北极出发的线到南极点，可以绘制出一个周期为 26,000 年的圆。”

因此，“在很长一段时间内（超过几千年），北极相对于星星移动，”帕尔马继续说道。“所以几千年前，地球上的人们看到 [星座] 天龙座中的图班星出现在正北，而不是北极星。”

导航中的北极星

北极星似乎是由生活在公元前 85 年至公元前 165 年的，天文学家克劳狄乌斯·托勒密首次记录的，这颗恒星靠近天空北极的位置，最终对导航员有用。

“晚上在北半球，如果你能看到北极星，你总能分辨出哪条路是北（进而，哪条路是南、东和西），” 费恩伯格说。“现在是这样，几百年来都是这样（包括 15 世纪到 17 世纪的大航海时代），再过几百年也是这样。你也可以告诉你的纬度，因为角度从”北极星的地平线与您的纬度相同（无论如何，在一个度以内。但是，一旦您从赤道向南行驶，北极星就会下降到地平线以下，因此它不再用作导航辅助工具。”

此外，在明尼苏达州圣保罗的圣托马斯大学教授天文学的实验室经理兼教员李奇. 舒乐，在电子邮件采访中解释说，使用北极星的导航员必须考虑到这颗恒星并非正好位于北极上方，而是偏移了 39 弧分。（他是《科学美国人》2002 年北极星入门读物的作者）他说，这相当于 44.7 英里（72 公里）的误差。

这就是北极星闪烁的原因

关于北极星的另一件有趣的事情是，它是天文学家所说的造父变星。“这颗恒星脉动是因为它处于不稳定状态，”帕尔马说。“它会膨胀，当它膨胀时，该恒星的外层会变得透明，然后使恒星冷却。由于冷却，它会收缩直到再次变得不透明，从而使其发热再次膨胀。它会一遍又一遍地这样做，进进出出，导致其亮度波动。”

虽然你无法分辨何时在夜空中凝视北极星，但它实际上是三重星系统的一部分。舒勒解释说：“两颗较暗的恒星（北极星 Ab 和 B）的亮度没有变化，因为它们处在‘主序带’上，或者通过将氢核融合成仅在恒星核心内的氦核来产生能量。”

北极星不会永远成为北极星。“如果你看一下公元 14,000 年的点，你会看到一颗比北极星亮得多、但离圆圈更远的恒星，”费恩伯格说。“那是织女星，我们的后代在大约 12,000 年后（如果人类还在的话）将把它视为他们的北极星。”

现在这很有趣

正如”费恩伯格解释的那样，“在地球历史的这一点上，地轴的北端恰好几乎直接指向一颗明亮的裸眼恒星，这只是巧合。目前情况并非如此，换句话说，轴的南端，没有南极星。”

最初发布时间：2019 年 11 月 20 日。